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滲透壓測定法原理

2019-08-06 19:23:00


滲透壓測定法原理

        滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)是溶液依數(shù)性的一種。從溶液的熱力學(xué)性質(zhì)可知,溶液中溶劑的化學(xué)勢比純?nèi)軇┑男。?dāng)溶液與純?nèi)軇┯靡粋€半透膜隔開,半透膜可使藥物溶液中的溶劑分子自由通過,而藥物分子不能通過。如果半透膜的一側(cè)為藥物溶液,另一側(cè)為溶劑,則半透膜兩側(cè)溶劑的化學(xué)勢不等,溶劑分子經(jīng)過半透膜進(jìn)入溶液中,使溶液液面升高而產(chǎn)生液柱壓強,溶液隨著溶劑分子滲入而壓強逐漸增加,其溶劑的化學(xué)勢亦增加,最后達(dá)到與純?nèi)軇┗瘜W(xué)勢相同,即滲透平衡。此時兩側(cè)所產(chǎn)生壓力差即為溶液的滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)(osmotic pressure)。
理想狀態(tài)下的Van't  Hoff滲透壓公式:  π/C = RT/M

         實際上,當(dāng)濃度不同的溶液用此半透膜隔開時,溶劑就會通過半透膜由低濃度向高濃度溶液擴(kuò)散,這種現(xiàn)象稱之為滲透,阻止?jié)B透所需施加的壓力稱之為滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)。

         采用半透膜可以直接測定滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓),但是,對于低分子藥物采用半透膜直接測定滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)比較困難,故通常采用測量藥物溶液的冰點下降值來間接測定。這一方法所依據(jù)的理論是物理化學(xué)溶液理論之拉烏爾冰點原理,即任何溶液,如果其單位體積所溶解的溶質(zhì)的顆??倲?shù)相同,則引起溶液冰點下降的數(shù)值亦相同。

        滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)測定以溶液冰點下降值與溶液的摩爾濃度成比例關(guān)系為基礎(chǔ)。對于水溶液,在從液態(tài)向固態(tài)冷卻變化過程中,溫度雖已達(dá)到結(jié)冰點、甚至超過結(jié)冰溫度,而不發(fā)生結(jié)冰的現(xiàn)象稱之為“過冷現(xiàn)象”。這時液體是極不穩(wěn)定的,達(dá)到一定的振動可觸發(fā)其立刻結(jié)晶而變?yōu)楣虘B(tài)。由于分子能量突然由高能態(tài)變?yōu)榈湍軕B(tài),多余的能量就會以熱的形式釋放出來,稱為晶化熱。由于晶化熱的存在、使過冷的溶液在結(jié)冰形成瞬間產(chǎn)生溫度回升現(xiàn)象。溶液在結(jié)冰后有一段溫度平穩(wěn)的時間,即冰點溫度穩(wěn)定時間出現(xiàn),這段平穩(wěn)的溫度稱之為測量之冰點。測量中,根據(jù)溫度曲線得出結(jié)果。

冰點測定公式如下:△T=Km   式中,K為冰點降低常數(shù),溶劑不同,K值不同,對水溶劑K=1.86;m為滲透壓摩爾濃度。

        習(xí)慣上,并不把摩爾濃度換算成滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓),而直接由冰點下降法測出的摩爾濃度稱為滲透壓摩爾濃度(mOsmol/kg),這是對溶液滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)的一種約定俗成的習(xí)慣表示法,各國藥典均采用此定義。l Osmol是6.022×l023個粒子在1kg溶液中存在的濃度。實際上,通常以毫滲透壓摩爾濃度(mOsmoL/kg)為單位,1000mOsmol= l Osmol。毫滲透壓摩爾濃度(mOsmol/kg)以每kg溶液中溶質(zhì)的毫滲透壓摩爾來表示,即:

        毫滲透壓摩爾濃度(mOsmol/kg)=[溶質(zhì)的質(zhì)量(g/kg)/分子量]×n×1000   

         式中,n為溶質(zhì)分子溶解時生成的離子,在理想溶液中葡萄糖n=1,氯化鈉或硫酸鎂n=2,氯化鈣n=3,枸櫞酸鈉n=4。

         需要指出的是,等張溶液(isotonic solution)是指與紅細(xì)胞張力相等,也就是與細(xì)胞接觸時使細(xì)胞功能和結(jié)構(gòu)保持正常的溶液,所以等張是一個生物學(xué)概念。滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)只是維持細(xì)胞正常狀態(tài)諸多因素之一,因此等滲和等張是不同概念。

        生物膜,例如人體的細(xì)胞膜或毛細(xì)管壁,一般均具有半透膜的性質(zhì),進(jìn)入人體的注射劑、滴眼劑等應(yīng)制成等滲溶液,正常人血漿滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)通常為280~3l0 mOsmol/kg。因此,滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)對注射液、滴眼液、輸液等劑型具有重要意義,測定滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)對輸液療法的監(jiān)護(hù)和藥物的藥理分析等,也具有一定的指導(dǎo)意義。并且滲透壓(摩爾濃度滲透壓,摩爾滲透壓)測定的意義,目前還無其它項目所能代替。

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